Способ определения гидродинамических режимов турбинных расходомеров Советский патент 1984 года по МПК G01F1/06 

11 Изобретение относится к измерительной технике и может использовать ся в частности для определения гидро динамических режимов работы турбинных расходомеров, установленных на магистральных нефтепроводах для учета расхода перекачиваемой нефти. Известно, что при измерении объем ных расходов жидкостей турбинными рас ходомерами из-за непостоянства харак тера взаимодействия потока с лопатка ми ТурбИНКИ угловая скорость, по КОТ рой судят о расходе, не остается пос тоянной и имеет различную величину отклонения от скорости потока при различных гидродинамических режимах работы турбинных преобразователей расхода lj . В зависимости от формы поля потока и его гидродинамического характера различают три гидродинамических режима работы турбинного расходомера устойчивьй, неустойчивый и закритический (кавитационный). Из-за недостоверности измерительной информации в неустойчивом режиме погрешность измерения расхода может достигать не скольких процентов, в закритическом (кавитационном) режиме работы турбин ного преобразователя погрешность измерения турбинным счетчиком может достигать нескольких десятков процентов. Известен способ определения закри тического режима работы турбинного расходомера по характерному шуму, ко торый основан на том, что появление каверн в потоке жидкости сопровождает ся характерными шипящими шумами pj. Однако данный способ позволяет. оп ределить лишь конечную стадию закритического режима, сопровождаемую интенсивным схловьшанием каверн в жидкости и в связи с этим резким возрастанием шума. Данный способ так же не позволяет определить начало закритического режима, особенно при вихревой и пленочной формах кавитации и не может быть использован для определения устойчивого и неустойчивого режимов работы турбинного расхо домера. Наиболее близким к предлагаемому Является способ определения гидродинамических режимов турбинных расходомеров, включающий регистрацию расхода жидкости по частоте следования сформированных импульсов магнитоин9дукционного преобразователя и определение момента наступления закритического режима турбинного расходомера по перепаду давления на расходомере и давлению насыщенных паров jsl. Однако известный спосаб не позволяет определить устойчивый и неустойчивый гидродинамические режимы работы турбинного расходомера, а следовательно, и истинную достоверность измерительной информации на докритических режимах работы турбинных расходомеров. Кроме того, способ весьма трудоемок из-за необходимости дополнительного измерения перепада давления на турбинном расходомере и давления насыщенных паров. Цель изобретения - обеспечение возможности распознавания устойчивого и неустойчивого режимов и повышения точности распознавания закритического режима. Цель достигается тем, что согласно способу определения гидродинамических режимов турбинных расходомеров, включающему регистрацию расхода жидкос1Я по частоте следования сформированных импульсов магнитоиндукционного преобразователя и определение момента наступления закритического режима турбинного расходомера, сформированный сигнал с магнитоиндукционного преобразователя подвергает непрерывно времяперйодной селекции и при фиксированном значении расхода производят кратковременное варьирование расходом (уменьшение или увеличение на 2-10%), измеряют девиацию фронтов импульсов в выходном сигнале расходомера и по знаку приращения величины девиации в зависимости от знака приращения расхода определяют режим работы расходомера, при этом несовпадения знаков приращений девиации фронтов импульсов и расхода квалифицируют как устойчивьй режим, совпадение как неустойчивьй, а постоянство-значения девиации фронтов импульсов как закритический режим работы расходомера. На фиг. 1 представлен вариант устройства, реализующего способ определения гидродинамических режимов турбинных расходомеров; на фиг. 2 - эпюры сигналов, снимаемых с магнитоиндукционного преобразователя совместно с формирователем; на фиг. 3 - области гидродинамических режимов работы турбинного расходомера в диапазоне его работы. Устройство, реализующее способ определения гидродинамического режи ма работы турбинных расходомеров, содержит трубопровод 1, в котором установлен турбинный расходомер 2 с магнитоиндукционным датчиком совмес но с формирователем (МИД) 3, сигнал с которого подаются на вторичную ап паратуру 4 регистрации расхода.и электронный осциллограф 5 для одновременного измерения девиации фазы сигнала с МИД. Устройство работает следующим образом. Пропускают жидкость по трубопров ду 1. Через турбинный расходомер 2 подают сигнал с МИД 3 по вторичную аппаратуру 4 и измеряют расход, одно временно подают сигнал с МИД на осциллограф 5, синхронизируют и разворачивают его на экране таким образом, чтобы по делениям мерной сетки можно было измерить девиацию фазы переднего или заднего фронтов одиноч ного импульса с МИД (фиг. 2). Расход жидкости, протекающей через расходомер, уменьшают или увеличивают на 2-10%, измеряя при этом де виацию фронтов импульсов в выходном сигнале расходомера, и по знаку приращения величины девиации в зависимо ти от знака приращения расхода определяют режим работы расходомера. Устойчивый режим работы расходомера определяют, когда знаки приращений расхода и девиации фронтов импульсов несовпадают, т.е. при увеличениии зн чения расхода девиации фазы сигналов уменьшается. Неустойчивый режим работы определяют, когда совпадают знаки приращений расхода и девиации фронтов импульсов. Закритический (кавитационный) режим работы расходомера характеризуется тем, что величина девиации фронтов импульсов имеет постоянное значение. При работе турбинного расходомера при постоянных параметрах жидкости, таких как давление и температура жидкости, но переменном расходе, использ ют технологическую карту гидродинамических режимов работы турбинного расходомера (фиг. 3). Технологическая карта гидродинамических режимов работы турбинных расходомеров строится по результатам исследований в их рабочем диапазоне измерений путем постепенного уменьшения расхода от максимального до минимального значения, который измеряет расходомер. Данный способ позволяет оперативно в реальном масштабе времени, без нарушения трубопровода измерительной линии и усложнения рагистрирующей аппаратуры определять гидродинамические режимы работы турбинного расходомера. Годовой экономический эффект от внедрения данного способа определения гидродинамических режимов работы турбинных расходомеров за счет возможности распознавания их режимов рабоы для турбинного расходомера, устаовленного в трубопроводе диаметром 00 мм с нефтью, около 5 млн. руб.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ТУРБИННЫХ РАСХОДО МЕРОВ, включающий регистрацию расхода жидкости по-частоте следования сформированных импульсов магнитоиндукционного преобразователя и опреде иеияе момента наступления закритического режима турбинного расходомера, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности распознавания устойчивого и неустой ивого режимов и повышения точности распознавания закритического-режима, сформированньй сигнал с магнитоиндукционного преобразователя подвергают непрерывно времяпериодной селекции и при фиксированном значении расхода производят кратковременное варьирование расходом (уменьшение или увеличение на 2-10%), измеряют девиацию фронтов импульсов в. выходном сигнале расходомера и по знаку приращения величины девиации в зависимости от знака приращения расхода определяют режим работы расходомера, при этом несовпадение знаков приращений девиации фронтов импульсов и расхода квалифицируют как устойчивый режим, совпадение - как неустойчивый, а постоянство значения девиации фронтов импульсов - как закритический режим работы расходомера.